躍上太空“看”地震

　　歷經近十年艱苦攻關、五年工程研制,我國首顆電磁監測試驗衛星2月2日終于揭開神秘的面紗。作為我國地震立體觀測體系第一個天基平臺,它為何取名“張衡一號”,如何實現太空監測,在地震觀測預報中又將發揮怎樣的作用? 

　　定名“張衡”有淵源 

　　填補我國地震監測空白小小衛星跨越“三座大山”

　　公元132年,我國東漢時期著名天文學家張衡發明候風地動儀,可測知地震震中的大概方位,引起舉國震動。候風地動儀被認為是世界上最早的地動儀,先于西方國家用儀器記錄地震的歷史約1800年,開創了世界地震勘測研究的先河。

　　“這正是我們將衛星定名為‘張衡一號’的淵源。”國防科工局系統工程司副司長趙堅說,取名“張衡一號”一是為紀念中國古代科技代表人物張衡杰出的科技貢獻;二是體現了衛星工程地震監測的主要特點,具有科技、歷史、文化意義,易于傳播;三是為了更好普及地球物理場及地震有關知識,弘揚科學精神,培育社會公眾尤其是青少年崇尚科學、熱愛航天的良好風氣。

　　其實,這不是張衡第一次被“冠名”。據北京理工大學副教授李赫亞介紹,1970年聯合國天文組織將月球背面的一個環形山命名為“張衡環形山”;1977年將太陽系中的1802號小行星命名為“張衡星”。2003年國際小行星中心為紀念張衡及其誕生地河南南陽,將小行星9092命名為“南陽星”。

　　“本次衛星以‘張衡’為名,除了紀念張衡本人在地震觀測方面的杰出貢獻,也是為了傳承以張衡為代表的中國古代科學家群體的精神內質。”李赫亞說。

　　填補我國地震監測空白 

　　眾所周知,地震監測是世界性的難題。那么,太空中的“張衡一號”如何開展地震監測呢?

　　“張衡一號”衛星工程首席科學家、中國地震局地殼應力研究所總工申旭輝介紹,我國境內地震分布廣、強度大、震源淺,是世界上大陸地震活動最強烈、災害最嚴重的國家之一。然而,長期以來,我國地震監測主要依靠陸地上的監測臺站設備,地面觀測臺網在青藏高原和海域地區觀測不足,制約了我國地震監測研究的水平。

　　科學研究表明,一旦發生地震,地球內部的電磁信息就會發生異常,因此,構建空間電磁監測體系對研究地震機理與空間電磁擾動的耦合關系、探索地震監測新方法有著重要意義。衛星具有覆蓋范圍廣、電磁環境好、動態信息強、無地域限制等優勢,使用衛星進行地球電磁環境的研究,能夠從更大的尺度上提高對地震孕育發生規律的認識,彌補常規地面地震監測手段的不足。因此,國外利用衛星進行地震前空間電磁異常現象的研究已有多年歷史,俄羅斯、法國、美國等國家曾發射過同類衛星。

　　申旭輝告訴記者,“張衡一號”衛星科學應用中心依托中國地震局地殼應力研究所建設和運行。通過監測設備,“張衡一號”可將全球電磁場、電離層等離子體、高能粒子觀測數據實時傳回地面,為研究人員的科學研究提供連續穩定的大數據支持。

　　“‘張衡一號’填補了我國在全球地磁場電離層信息獲取能力上的空白,提升中國全境電磁場和電離層監測能力,還彌補了地面觀測臺網在青藏高原和海域地區觀測的不足,可幫助我們獲取全球震例,大幅增加震例檢驗機會。”申旭輝說。

　　小小衛星跨越“三座大山” 

　　關于地震研究,很多人最感興趣的是地震是否能有效預測。有了天基平臺“張衡一號”,我國的地震監測水平將又上一個新臺階,這一點毋庸置疑。“但目前利用電磁監測試驗衛星尚不能直接預測預報地震,主要是用于地震電磁電離層前兆信息研究,為未來建立地震監測體系進行前期技術儲備。但我們探索地震孕育機理的腳步不會停止。”趙堅向記者強調。

　　申旭輝則表示,當前,擺在地震科學家面前的有“三座大山”。第一座“大山”是我國地震數據積累太少,不足以幫助科學家形成完整的科學體系和方法體系。“局限于國內的樣本數,連有效的統計分析都不夠。”第二座“大山”是地震科學研究的方法和手段受到很多制約。地震發生在地下,科學家們很難去地下看到底是怎么回事,而地面的探測站點畢竟分散,很難把全球的地球物理場搞清楚。第三座“大山”則是地震研究的基本理論本身起源于早期的牛頓物理學,而如今物理學發展很快,基礎理論學科相互交叉滲透,地震研究迫切需要吸收其他相關學科的理論。

　　“跨越這‘三座大山’,就要上天入地。如今衛星上天,幫助監測和積累數據,是一種探索和嘗試,但是對于地震研究而言,指望一兩顆星遠遠不夠。”申旭輝透露,“張衡一號”是我國地球物理場探測衛星計劃的首發星,未來將以該衛星為基礎,繼續推進綜合空間信息應用研究,加快推進張衡一號02衛星研制研發進程和后續地球物理場探測衛星規劃論證,全面提高我國全球地球物理場信息獲取能力。

　　(記者 楊舒 陳海波)